连接器退化机理是什么?(二)

2019-10-11 09:35:52 来源:连接器世界网 作者:Dr. Bob Mroczkowski,编译:深圳市连接器行业协会李亦平

关于连接器退化机理,我们将继续研究讨论。此篇我们将重点讨论在贵金属接触系统中腐蚀对接触电阻的影响,特别是镀金界面。关键讨论镀金层下镍底层的重要性及其对提高镀金连接器性能的好处。

在第一篇文章中,介绍了接触界面的凹凸模型.为了方便起见,再回顾第一篇文章中的图1和图2。凹凸不平模型的关键点是,接触点很小,直径大约为微米级,分布在界面接触区域,以及在咬合时变形所产生的接触区域。穿过接触界面的电流必须通过凹凸不平的接触点,从而产生称为收缩电阻的电阻。收缩电阻的大小取决于凹凸触点的数目、大小和分布等,因为所有的凹凸接触都是电平行的。当所有的凹凸不平的接触界面都是金属对金属的,例如金对金或锡对锡时,即使在理想的情况下,收缩电阻也是存在的。如果任何一个凹凸不平的界面覆盖腐蚀层或污染物,收缩电阻就会增加。这就是为什么腐蚀是连接器退化的重要原因。由于腐蚀或污染而失去凹凸不平的接触面或凹凸不平的触点,可能导致接触界面电阻增加,这足以导致连接器失效。

现在,让我们讨论镀金连接器的腐蚀。众所周知,黄金是贵金属,换句话说,它是一种不腐蚀的金属;由于这种特性,黄金在珠宝中广泛使用。 虽然有这特性,但这并不意味着镀金连接器不易受到腐蚀。 连接器是一个机电系统,连接器通过机械系统提供电气性能。机械系统的两个分离系统需要配合和接触等。 镀金连接器由镀金表面和铜合金材料上的镍底层( 为优化接触表面)等组成。 铜合金材料为连接器配合提供了必要的弹性。系统中的腐蚀源为铜合金材料。 铜与氧气、硫和氯等都会产生化学反应,这都是连接器应用环境中常见的现象。 因此,关于腐蚀敏感性,连接器设计必须解决如何消除或减少铜腐蚀,并确保任何形成腐蚀的物质不能置于连接器接触界面。这在理论上是容易的,但在实践中是一个挑战。

如果连接器制造商将连接器完全镀上5微米的金,那么在连接器中就不会有腐蚀问题。然而,由于成本的原因,大多数镀层在0.25到0.75微米之间,而且通常只是接触界面上进行电镀。考虑到成本因数,选择铜材作为连接器材料比较普遍。选择性电镀,以及其他制造工艺,可能导致铜裸露或者边沿铜裸露。当镀金中存在缺陷时,薄镀层会导致潜在的铜暴露。除了这些腐蚀源外,还必须考虑到在连接器的连接使用周期中镀金层的磨损,或者在使用过程中接触界面的扰动等。所有这些问题通常被忽视,镍底层的镀金连接器需要得到正确的评估。浏览全文请点击以下链接

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